Frage von lemafr, 76

Eisen(II)- und Eisen(III)-Komplexe im Wässrigen?

Hey! Brauche Rat bei folgender Frage/ Überlegung:

Welche Komplexe von Eisen(II) bzw. Eisen(III) liegen im Wässrigen bei verschiedenen pH-Werten vor (z.B. etwa pH=1,6,7,8,14)?

Ich weiß natürlich, dass Eisen(III) bei pH=7 einen Hexaaqua-Komplex bildet und im Basischen deprotoniert wird, also als Pentaaquahydroxo-Komplex vorliegt. Aber was passiert, wenn man den pH-Wert noch weiter erhöht? Wird weiter deprotoniert, bis ein Hexahydroxo-Komplex entsteht oder entsteht irgendein AquaOxo-Komplex? Und was passiert im Sauren mit dem Hexaaqua-Komplex? Und wie verhält sich das alles für Eisen(II)?

Würde mich auch über Teilantworten freuen. Is für die Uni. LG

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Mustermu, 55

Hallo lemafr,

in deiner Universität gibt es sicherlich eine Bücherei. Da schnappt man sich den Hollemann Wiberg, in dem steht soetwas zumeist drin. Da du aber um diese Uhrzeit nicht mehr in die Bibliothek möchtest, kannst du mal schauen, ob es das Buch auch als ebook über das Uninetz gibt. Beim HoWi ist das meist der Fall. Dort schaust du ins Kapitel der Chalkogenverbindungen von Eisen. Eventuell hilft auch schon google books weiter.

Grob kann ich dir folgendes sagen: Eisen(II) und Eisen(III) liegen als Hexaaquakomplex im stark Sauren vor. Bei pH 1-2 findet die erste Deprotonierung des Hexaaquaeisen(III)-Komplexes statt, bei pH 3-5 die zweite Protolysestufe. Dabei bilden sich mehrkernige Isopolyoxo-Kationen. Bei weiterer Zugabe einer Base fällt Eisen(III) aus, aber als Hydrogel der Formel Fe2O3 x H2O (Eisen(III)-oxid-Hydrat) und nicht direkt als Hydroxid.

Eisen(II)-Salze fallen im Basischen als Eisen(II)-hydroxid aus. Mit Luft- oder Lichteinwirkung wird dies schnell zum Eisen(III)-hydroxid oxidiert, ansonsten geht das etwas langsamer.

In siedenden konzentrierten Laugen kann die Bildung von Hexahydroxoferrat(II) sowie von Tetra- und Hexahydroxoferrat(III) beobachtet werden.

Genaueres findest du im HoWi. Noch Fragen?

Kommentar von lemafr ,

Den HoWi hab ich natürlich zu Hause! :D Bin ja ein vorbildlicher Student. Habe auch nachgeguckt, aber du hast das ja im Prinzip genauso zitiert, wie es im HoWi steht. Hat mir sehr weitergeholfen, vielen Dank! 

Kommentar von Mustermu ,

"Man muss nicht immer alles wissen. Aber wenn man etwas nicht weiß, dann sollte man zumindest wissen wo es steht." :) 

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 37

Einen Hexaquo-Komplex hast Du nur im stark Sauren (und nur in Abwesen­heit von Gegenionen, die selber Komplexe bilden wollen). Die ans Fe²⁺ ko­ordi­nier­­ten H₂O-Moleküle sind saurer als gewöhn­liches H₂O, weil die Ab­spal­tung eines H⁺ von der positiven Ladung des Zentralatoms begünstigt wird.

Daher liegt das Gleichgewicht

[Fe(H₂O)₆]²⁺ + H₂O   ⇌   [Fe(OH)(H₂O)₅]⁺ + H₃O⁺

mehr rechts als links.

Jetzt könntest Du annehmen, daß [Fe(H₂O)₆]²⁺ einfach eine mehrbasige Säure ist, die stufenweise ihre Protonen abgibt, aber das wäre zu einfach. Denn die OH⁻-Liganden können als Brücken in mehrkernigen Komplexe dienen, in der Art von

[(H₂O)₅Fe–(OH)–Fe(H₂O)₅]³⁺ (und natürlich auch länger)

Deshalb gibt es kein [Fe(OH)₂(H₂O)₆], denn bei dem dazu nötigen pH haben sich längst riesige Netzwerke aus Aquo-Hydroxo-Eisen­komplexen gebildet. Die sind viel zu groß, um in Lösung zu bleiben, und fallen daher aus. Im täglichen Leben sagt man dazu einfach Eisen­hydroxid oder Eisen­hydroxid­hydrat.

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